JP6245106B2 - Engine control device - Google Patents
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Description
本発明は、有段変速機にクラッチを介して接続されたエンジンの制御装置に関する。 The present invention relates to an engine control device connected to a stepped transmission via a clutch.
従来より、有段変速機にクラッチを介して接続されたエンジンを有する車両において、変速時に生じるショックすなわち変速ショックを抑制するために、いわゆるシフトアシスト制御が行われることが知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, it is known that so-called shift assist control is performed in a vehicle having an engine connected to a stepped transmission via a clutch in order to suppress a shock that occurs during a shift, that is, a shift shock.
すなわち、一般的に、変速時には、クラッチによって有段変速機とエンジンとの接続が遮断された後、ギヤ段が変更され、その後、再び有段変速機とエンジンとが接続されるが、この再接続時において、有段変速機側の回転数とエンジンの回転数とが同期していない場合には、車両に振動(変速ショック)が生じる。そこで、この変速ショックを抑制するために、例えば特許文献1に開示されているような制御が行われる。 That is, in general, at the time of shifting, the gear stage is changed after the connection between the stepped transmission and the engine is interrupted by the clutch, and then the stepped transmission and the engine are connected again. At the time of connection, if the rotation speed on the stepped transmission side and the rotation speed of the engine are not synchronized, vibration (shift shock) occurs in the vehicle. In order to suppress this shift shock, for example, control as disclosed in Patent Document 1 is performed.
具体的には、特許文献1には、クラッチにより変速機とエンジンとが遮断されると、遮断直前のギヤ段に基づいて変速後のギヤ段を予測し、エンジン回転数がこの予測した変速後のギヤ段に対応するエンジン回転数になるように、スロットルバルブを制御するものが開示されている。 Specifically, in Patent Document 1, when the transmission and the engine are shut off by the clutch, the gear stage after the shift is predicted based on the gear stage immediately before the shut-off, and the engine speed is determined after the predicted shift. A throttle valve is controlled so that the engine speed corresponds to the gear stage.
変速ショックをより確実に回避するためには、変速途中においてエンジン回転数をより早期に変速後において変速機と同期するエンジン回転数に制御するのが望ましい。しかしながら、これを実現するために、単にエンジン回転数の変化量を増大させてしまうと、エンジン回転数が過度に増加し、これに伴い、車速が増加して予期しない加速が生じるおそれがあり、好ましくない。 In order to avoid the shift shock more reliably, it is desirable to control the engine speed to the engine speed synchronized with the transmission after the shift earlier than during the shift. However, in order to achieve this, if the amount of change in the engine speed is simply increased, the engine speed will increase excessively, and accordingly, the vehicle speed may increase and unexpected acceleration may occur, It is not preferable.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、変速時において、予期せぬ加速が生じるのをより確実に回避しつつより確実に変速ショックを抑えることのできるエンジンの制御装置を提供する。 The present invention has been made in view of the above points, and provides an engine control apparatus that can more reliably suppress a shift shock while more reliably avoiding unexpected acceleration during a shift. .
前記課題を解決するために、本発明は、手動操作によりギヤ段が変更される有段変速機と、エンジンと、クラッチペダルの操作に応じてこれら有段変速機とエンジンとの接続および遮断を行うクラッチとを有する車両に搭載されるエンジンの制御装置であって、上記有段変速機と上記エンジンとの接続状態を判定するとともに、上記有段変速機と上記エンジンとが互いに接続している状態から遮断した状態に移行すると変速が開始されたと判定し、上記有段変速機と上記エンジンとが接続した状態に復帰すると変速が終了したと判定する変速状態判定手段と、上記変速状態判定手段によって変速が開始されたと判定されたときのギヤ段である変速開始時ギヤ段を推定する変速開始時ギヤ段推定手段と、上記変速開始時ギヤ段の1速高速側のギヤ段を、上記変速状態判定手段によって変速が終了したと判定されたときのギヤ段である変速後ギヤ段として推定する変速後ギヤ段推定手段と、上記変速状態判定手段によって変速が開始されたと判定されたときの車速と上記推定された変速後ギヤ段とに基づいて、変速後に上記有段変速機と同期するエンジンの回転数を推定し、この推定値を目標回転数として決定する目標回転数決定手段と、上記変速状態判定手段によって変速が開始されたと判定されてから変速が終了したと判定されるまでの間、上記目標回転数になるようにエンジンの回転数を制御する回転数制御手段とを備え、上記回転数制御手段は、上記目標回転数から実際のエンジン回転数を引いた値である回転数偏差がマイナスである場合にエンジン回転数を減少させる制御を実行し、上記回転数偏差がプラスである場合にエンジン回転数を増加させる制御を実行し、上記エンジン回転数を減少させる制御では、上記回転数偏差に第1ゲインを掛けた値が回転数減少率として算出されるとともに、当該回転数減少率に従ってエンジン回転数が減少するようにエンジンが制御され、上記エンジン回転数を増加させる制御では、上記回転数偏差に第2ゲインを掛けた値が回転数増加率として算出され、当該回転数増加率に従ってエンジン回転数が増加するようにエンジンが制御され、上記第1ゲインは、エンジン回転数を減少させる上記制御が開始されてから上記回転数偏差がマイナスからプラスに転じるまでの間同一の値に設定され、上記第2ゲインは、上記第1ゲインよりも小さい値に設定されることを特徴とするエンジンの制御装置を提供する(請求項1)。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a stepped transmission whose gear stage is changed by manual operation, an engine, and connection and disconnection between the stepped transmission and the engine in accordance with the operation of the clutch pedal. An engine control device mounted on a vehicle having a clutch for performing determination of a connection state between the stepped transmission and the engine, and the stepped transmission and the engine are connected to each other A shift state determining unit that determines that the shift has started when the state shifts to a disconnected state, and determines that the shift has ended when the stepped transmission and the engine are connected to each other; and the shift state determination unit Shift start gear stage estimating means for estimating a shift start gear stage, which is the gear stage when it is determined that the shift has started, and a gear on the first speed high speed side of the shift start gear stage. A post-shift gear stage estimation unit that estimates a gear stage as a post-shift gear stage that is a gear stage when the shift state determination unit determines that the shift has been completed, and a determination that the shift is started by the shift state determination unit Based on the vehicle speed at the time when the engine is shifted and the estimated post-shift gear stage, the engine speed synchronized with the stepped transmission after the shift is estimated, and this estimated value is determined as the target engine speed. And a speed control means for controlling the engine speed so that the engine speed reaches the target speed from when it is determined by the shift state determining means that the shift is started until it is determined that the shift is completed. And the engine speed control means controls to reduce the engine speed when the engine speed deviation, which is a value obtained by subtracting the actual engine speed from the target engine speed, is negative. In the control for increasing the engine speed when the rotational speed deviation is positive and reducing the engine speed, a value obtained by multiplying the rotational speed deviation by a first gain decreases the rotational speed. The engine is controlled so that the engine speed decreases in accordance with the engine speed reduction rate. In the control for increasing the engine speed, a value obtained by multiplying the engine speed deviation by a second gain is is calculated as the number increase rate is the engine control so that the engine rotational speed in accordance with the rotational speed increase rate increases, the first gain is the rotational speed deviation since the above control is started to decrease the engine speed It is set to the same value until it changes from minus to plus, and the second gain is set to a value smaller than the first gain. A control device for gin is provided (claim 1).
本発明によれば、変速後において予期せぬ加速が生じるのをより確実に回避しつつ、変速ショックの発生を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress occurrence of a shift shock while more reliably avoiding unexpected acceleration after a shift.
具体的には、本発明では、変速後のギヤ段が、変速ショックが生じやすく且つ実施される機会の多い変速開始時のギヤ段の1段高速側のギヤ段に推定されて、この推定された1段高速側のギヤ段に対応する回転数になるようにエンジン回転数が制御される。そのため、変速ショックの発生をより確実に少なく抑えることができる。 Specifically, in the present invention, the gear stage after the shift is estimated to be a gear stage on the high speed side of the first gear stage at the start of the shift that is likely to cause a shift shock and is often performed. Further, the engine speed is controlled so as to be the speed corresponding to the gear stage on the one-speed side. Therefore, the occurrence of shift shock can be suppressed more reliably.
しかも、本発明では、エンジン回転数を適切な回転数である目標回転数に制御する際に、エンジン回転数を増加させるときの増加率(回転数偏差に対するエンジン回転数の増加率)の方が、エンジン回転数を減少させるときの減少率(回転数偏差に対するエンジン回転数の減少率)よりも小さくなるように、第2ゲインの方が第1ゲインよりも小さい値に設定される。そのため、エンジン回転数を、上記変速後のギヤ段すなわち変速開始時のギア段の1段高速側のギヤ段に対応する回転数により早期に変更して、変速ショックが生じるのをより確実に回避しつつ、エンジン回転数および車速が予期せぬ増加をして、不測の加速が生じるのを回避することができる。具体的には、ギヤ段を高速側へ変更する変速時では、変速開始時のエンジン回転数よりも、変速後のギヤ段に対応するエンジン回転数の方が小さく、エンジン回転数を減少させる必要がある。そのため、上記のように制御することで、エンジン回転数をより早期に変速後のギヤ段に対応した回転数に低下させることができるとともに、エンジン回転数が低下しすぎること等に伴ってエンジン回転数を増大させる場合においてこの増加量が過度に大きくなるのを抑制することができる。 Moreover, in the present invention, when the engine speed is controlled to a target speed that is an appropriate speed, the rate of increase when the engine speed is increased (the rate of increase of the engine speed with respect to the speed deviation) is greater. The second gain is set to a value smaller than the first gain so as to be smaller than the reduction rate when the engine speed is reduced (the reduction rate of the engine speed with respect to the rotational speed deviation) . For this reason, the engine speed is changed at an early stage by the speed corresponding to the gear stage after the shift, that is, the gear stage on the high speed side of the gear stage at the start of the shift, so that the occurrence of a shift shock can be avoided more reliably. However, it is possible to prevent unexpected acceleration from occurring due to unexpected increases in engine speed and vehicle speed. Specifically, at the time of shifting to change the gear stage to the high speed side, the engine speed corresponding to the gear stage after shifting is smaller than the engine speed at the start of shifting, and it is necessary to reduce the engine speed. There is. Therefore, by controlling as described above, the engine speed can be reduced to the speed corresponding to the gear stage after the shift earlier, and the engine speed is reduced due to the engine speed being excessively reduced. When the number is increased, it is possible to suppress the increase amount from becoming excessively large.
本発明において、上記回転数制御手段は、上記エンジン回転数を増加させる制御を実施する場合において、上記回転数増加率が予め設定された上限値以下になるように、エンジン回転数を制御するのが好ましい(請求項2)。 In the present invention, the rotational speed control means, when carrying out the control system Ru increase the engine speed, so that the rotational speed increase rate is below a preset upper limit value, controls the engine speed (Claim 2).
このようにすれば、エンジン回転数および車速の増大をより確実に小さく抑えることができ、予期せぬ加速が生じるのを回避して安全性を高めることができる。 In this way, increases in engine speed and vehicle speed can be more reliably suppressed, and unexpected acceleration can be avoided and safety can be improved.
以上のように、本発明によれば、変速後において予期せぬ加速が生じるのをより確実に回避しつつ、変速ショックの発生を抑制することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to suppress occurrence of shift shock while more reliably avoiding unexpected acceleration after shifting.
以下、本発明の実施形態に係るエンジンの制御装置1を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an engine control apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(1)全体構成
図1は、エンジンの制御装置1が適用された車両を示した概略図である。
(1) Overall Configuration FIG. 1 is a schematic diagram showing a vehicle to which an engine control device 1 is applied.
図1に示したエンジン2は、走行用の駆動源として車両に搭載されたエンジンである。図1には、エンジン2として、直列4気筒の直噴エンジンを示している。図1に示すように、エンジン2は、複数の気筒が形成されたエンジン本体20と、エンジン本体20に空気を導入するための吸気通路21と、エンジン本体20で生成された排ガスを排出するための排気通路22とを備えている。そして、エンジン本体20には、気筒内にそれぞれ燃料を噴射するインジェクタ(図2参照)23と、インジェクタ23から噴射された燃料と空気との混合気に対して火花放電による点火エネルギを供給して混合気を燃焼させる点火プラグ29とが、気筒毎に設けられている。
The
吸気通路21は、各気筒と連通する4本の独立吸気通路21aと、各独立吸気通路21aの上流端部に共通に接続されたサージタンク21bと、サージタンク21bから上流側に延びる1本の吸気管21cとを有している。吸気管21cの途中部には、エンジン本体20に導入される吸気の流量を調節する開閉可能なスロットルバルブ25が設けられている。
The
以上のように構成されたエンジン2と車輪3との間には、クラッチ4と、変速機(有段変速機)5と、デファレンシャル6とが介在しており、エンジン2で生成された駆動力はこれらを介して車輪3に伝達される。
A clutch 4, a transmission (stepped transmission) 5, and a
変速機5は、有段変速機である。本実施形態では、前進ギヤ段として5つのギヤ段を有する5段変速機が用いられている。すなわち、変速機5は、エンジン2の駆動力が入力される入力軸5aと、この駆動力を車輪3側に出力する出力軸5bとを有し、これら入力軸5aと出力軸5bとの間にギヤ比が互いに異なる5つのギヤを有している。なお、変速機5には、後運ギヤも別途設けられている。この変速機5は、手動変速機であり、運転者がシフトレバー(不図示)を操作することでギヤ段が変更される。
The transmission 5 is a stepped transmission. In this embodiment, a five-speed transmission having five gears is used as the forward gear. That is, the transmission 5 includes an input shaft 5a to which the driving force of the
クラッチ4は、エンジン2と変速機5とを断接するものである。クラッチ4は、エンジン2の出力軸に連結されたクラッチ板4aと、変速機5の入力軸5aに接続されたクラッチ板4bとを有し、これらクラッチ板4a、4bを、互いに圧接された状態と、離間した状態とに切り替えることで、エンジン2と変速機5との接続状態を変更する。このクラッチ4は、運転者によるクラッチペダル11の操作に応じて、エンジン2と変速機5との接続状態を変更する。具体的には、クラッチペダル11が踏込操作される(クラッチカットされる)と、クラッチ板4a、4bを離間させてエンジン2と変速機5との接続状態を遮断状態とし、クラッチペダル11の踏込操作が解除されるとクラッチ板4a、4bを圧接させてエンジン2と変速機5とを接続された状態にする。
The clutch 4 connects and disconnects the
デファレンシャル6は、変速機5から伝達された駆動力を左右の車輪3、3に分配するものである。このデファレンシャル6には、最終減速機6aが含まれており、変速機5から伝達された駆動力はこの最終減速機6aにて減速された後車輪3、3に伝達される。
The differential 6 distributes the driving force transmitted from the transmission 5 to the left and right wheels 3 and 3. The differential 6 includes a
(2)制御系統
(2−1)概要
エンジン2の制御系統について説明する。当実施形態では、エンジンの各部が図1および図2に示されるECU(エンジン制御ユニット)50によって統括的に制御される。ECU50は、周知のとおり、CPU、ROM、RAM等から構成されるマイクロプロセッサである。
(2) Control system (2-1) Overview The control system of the
エンジン2および車両には、その各部の状態量を検出するための複数のセンサが設けられており、各センサからの情報がECU50に入力されるようになっている。
The
例えば、エンジン本体20には、エンジンの回転数を検出するクランク角センサSN1が設けられている。具体的には、このクランク角センサSN1は、クランク軸の回転角度および回転速度を検出するものであり、このクランク角センサSN1により検出されたクランク軸の回転速度に基づいてエンジンの回転数が特定される。 For example, the engine body 20 is provided with a crank angle sensor SN1 that detects the engine speed. Specifically, the crank angle sensor SN1 detects the rotation angle and rotation speed of the crankshaft, and the engine speed is specified based on the rotation speed of the crankshaft detected by the crank angle sensor SN1. Is done.
車両には、車速を検出する車速センサSN2が設けられている。具体的には、この車速センサSN2は、変速機5の出力軸5bの回転数を検出するものであり、この車速センサSN2により検出された変速機5の出力軸5bの回転数に基づいて車輪3の回転数および車速が特定される。
The vehicle is provided with a vehicle speed sensor SN2 that detects the vehicle speed. Specifically, the vehicle speed sensor SN2 detects the rotation speed of the
また、車両には、上記クラッチペダル11の踏み込みを検出するクラッチスイッチSN3、運転者により操作されるアクセルペダル12の開度(アクセル開度)を検出するアクセルセンサSN4が設けられている。本実施形態では、クラッチスイッチSN3は、クラッチペダル11の踏込量が所定量以上か否かを判定するものであり、この踏込量が所定値以上になると所定の信号を出力する。
The vehicle is also provided with a clutch switch SN3 that detects depression of the
ECU50は、上記センサSN1〜SN4と電気的に接続されており、それぞれのセンサから入力される信号に基づいて、上述した各種情報(エンジン回転数、車速、クラッチペダルの踏込状態、アクセル開度)を取得する。
The
ECU50は、上記各センサSN1〜SN4からの入力信号に基づいて種々の判定や演算等を実行しつつ、車両の各部を制御する。例えば、ECU50は、インジェクタ23、スロットルバルブ25、点火プラグ29と電気的に接続されており、上記演算の結果等に基づいて、これらの機器にそれぞれ駆動用の制御信号を出力する。
The
(2−2)シフトアシスト制御に係る各部の説明
ECU50は、変速時に生じるおそれのある変速ショックを抑制するためのシフトアシスト制御に関する特有の機能的要素として、変速状態判定部(変速状態判定手段)51、変速開始時ギヤ段推定部(変速開始時ギヤ段推定手段)52、変速後ギヤ段推定部(変速後ギヤ段推定手段)53、目標回転数決定部(目標回転数決定手段)54、回転数制御部(回転数制御手段)55を有している。
(2-2) Description of Each Part Related to Shift Assist
変速状態判定部51は、エンジン2と変速機5とが接続された状態にあるか遮断された状態にあるかを判定するとともに、この接続状態に応じて変速が行われているか否かを判定するものである。本実施形態では、変速状態判定部51は、クラッチスイッチSN3の検出信号に基づいて、上記判定を行う。
The shift
具体的には、変速状態判定部51は、クラッチスイッチSN3から所定の信号が出力されており、クラッチスイッチSN3によって、クラッチペダル11が所定量以上踏込操作されていることが検出された場合には、エンジン2と変速機5とが遮断された状態にあると判定する。一方、変速状態判定部51は、クラッチスイッチSN3から所定の信号が出力されていなければ、エンジン2と変速機5とが接続された状態にあると判定する。そして、変速状態判定部51は、エンジン2と変速機5とが接続された状態から遮断された状態に移行したと判定すると、変速が開始されたと判定し、エンジン2と変速機5とが遮断状態から接続された状態に移行したと判定すると変速が終了したと判定する。以下、変速状態判定部51によって変速が開始されたと判定された時点を、単に変速開始時といい、変速状態判定部51によって変速が終了したと判定された時点を、単に変速終了時という場合がある。
Specifically, the shift
変速開始時ギヤ段推定部52は、変速開始時のギヤ段(以下、適宜、変速開始時ギヤ段という)を推定するものである。変速開始時ギヤ段推定部52は、変速開始時のエンジン回転数NEと車速Vspとに基づいて変速開始時ギヤ段を推定する。
The shift start gear
本実施形態では、変速開始時ギヤ段推定部52は、変速開始時の車速Vspとエンジン回転数NEとが、図3に示した予め設定された第1領域A1〜第5領域A5のいずれの領域にあるかを判定し、第1領域A1にある場合は変速開始時ギヤ段を1速と推定し、第2領域A2にある場合は2速、第3領域A3にある場合は3速、第4領域にある場合は4速、第5領域にある場合は5速と推定する。
In the present embodiment, the gear
上記領域A1〜A5は、各ギヤ段での基準同期回転数を基準として、この基準同期回転数から所定のずれ量を考慮して設定された領域である。ここで、基準同期回転数とは、タイヤの減りやタイヤのスリップ、また、クラッチ4および変速機5等での抵抗・機械損失がない基準状態で、変速機5と同期するエンジン2の回転数である。各ギヤ段における基準同期回転数NEs_i(i:ギヤ段、i=1〜5)は、車速をVsp、各ギヤ段のギヤ比をKGEAR_i(i=1〜5)、最終減速機6aの減速比をFGR、基準のタイヤ径をTSとして、NEs_i=Vsp×FGR×KGEAR_i×K(Kは定数)で決定される(以下、適宜、この式を式Aという)。図3のラインL1〜L5は、それぞれ1速〜5速における基準同期回転数を示している。
The regions A1 to A5 are regions that are set in consideration of a predetermined amount of deviation from the reference synchronous rotational speed with reference to the reference synchronous rotational speed at each gear stage. Here, the reference synchronous rotational speed is the rotational speed of the
各領域A1〜A5は、これら基準同期回転数のラインL1〜L5をそれぞれ中心として回転数が小さい側と大きい側とにわたる領域に設定されている。本実施形態では、第2〜第4領域A2〜A4は、隣接する基準同期回転数のラインの中央(同一車速におけるエンジン回転数の中央値)を通る境界ラインL11〜L15、すなわち、隣り合うラインの傾きの平均値を傾きとするラインであって、隣り合うギヤ段のギヤ比の平均値を上記式Aのギヤ比に当てはめることで導かれるラインL11〜L15で挟まれた領域に設定されている。また、第1領域A1は、1速の基準同期回転数のラインL1と2速の基準同期回転数のラインL2との中央ラインL11よりも低車速側全体に設定されている。また、第5領域A5は、4速の基準同期回転数のラインL4と5速の基準同期回転数のラインL5との中央ラインL14よりも高車速側全体に設定されている。 Each of the areas A1 to A5 is set to an area extending from the lower side to the higher side around the lines L1 to L5 of the reference synchronous speed. In the present embodiment, the second to fourth regions A2 to A4 are boundary lines L11 to L15 passing through the center of adjacent reference synchronous rotation speed lines (median engine speed at the same vehicle speed), that is, adjacent lines. Is set in a region sandwiched between lines L11 to L15, which is derived by applying the average value of the gear ratios of adjacent gears to the gear ratio of the above formula A. Yes. Further, the first region A1 is set to the entire lower vehicle speed side than the center line L11 of the line L1 of the first-speed reference synchronous rotation speed and the line L2 of the second-speed reference synchronous rotation speed. Further, the fifth region A5 is set on the entire high vehicle speed side from the center line L14 of the line L4 of the fourth-speed reference synchronous rotation speed and the line L5 of the fifth-speed reference synchronous rotation speed.
このように、本実施形態では、全エンジン回転数および全車速領域が、いずれかのギヤ段領域に設定されており、変速開始時ギヤ段推定部52によって、変速開始時のギヤ段が1〜5段のいずれかに確実に決定される。ただし、クラッチ4が滑っておらずエンジン2と変速機5とが強固に接続されている通常状態では、エンジン回転数と車速とは、ほぼ上記基準同期回転数ラインL1〜L5上の値となる。
Thus, in this embodiment, the total engine speed and the total vehicle speed region are set to any one of the gear region, and the gear step at the start of the shift is set to 1 to 1 by the gear
変速後ギヤ段推定部53は、変速終了時のギヤ段(以下、適宜、変速後ギヤ段という)を推定するものである。変速後ギヤ段推定部53は、上記推定された変速開始時ギヤ段の1速高速側のギヤ段を、変速後ギヤ段として推定する。例えば、変速開始時のギヤ段が2速であれば3速を変速後ギヤ段として推定する。 The post-shift gear stage estimation unit 53 estimates a gear stage at the end of the shift (hereinafter, appropriately referred to as a post-shift gear stage). The post-shift gear stage estimation unit 53 estimates the gear stage on the first speed high speed side of the estimated shift start gear stage as the post-shift gear stage. For example, if the gear stage at the start of the shift is the second speed, the third speed is estimated as the post-shift gear stage.
目標回転数決定部54は、変速後に変速機5と同期するエンジンの回転数を目標回転数として決定するものである。ここで、エンジン2と変速機5との接続が遮断された変速途中では、車速の変化はほとんどなく、変速後において変速機5と同期するエンジンの回転数は、変速開始時の車速と変速後のギヤ段とに対応した回転数になると考えられる。そこで、本実施形態では、目標回転数決定部54は、変速開始時の車速と、変速後ギヤ段推定部53により推定された変速後ギヤ段とに基づいて、目標回転数を決定する。目標回転数決定部54は、上記変速後ギヤ段の基準同期回転数のうち変速開始時の車速に対応する値を抽出して、目標回転数に決定する。具体的には、目標回転数決定部54は、上記式Aに推定した変速後ギヤ段のギヤ比と車速とを当てはめたときに導かれるエンジン回転数を目標回転数に決定する。
The target rotational
回転数制御部55は、エンジン回転数を、目標回転数決定部54で設定された目標回転数に制御するものである。この回転数制御部55によるエンジン回転数制御の詳細は後述する。
The rotational
(2−3)シフトアシスト制御の流れ
以上のように構成された各部51〜55により実施される制御の流れを図4のフローチャートを用いて説明する。
(2-3) Shift Assist Control Flow A control flow performed by the
まず、ステップS1において、変速が開始されたか否かが判定される。上述のとおり、この判定は変速状態判定部51が行い、変速状態判定部51は、クラッチスイッチSN3からの信号に基づきこの判定を行う。ステップS1の判定は、判定結果がYESとなり変速が開始されたと判定されるまで繰り返される。
First, in step S1, it is determined whether or not shifting has been started. As described above, this determination is performed by the shift
ステップS1での判定がYESであって変速が開始されたと判定されると、ステップS2において、変速開始時のギヤ段が推定される。上述のとおり、この判定は変速開始時ギヤ段推定部52が行い、変速開始時ギヤ段推定部52は、変速開始時のエンジン回転数と車速とに基づき変速開始時ギヤ段を推定する。
If the determination in step S1 is YES and it is determined that the shift is started, the gear stage at the start of the shift is estimated in step S2. As described above, this determination is performed by the shift start gear
次にステップS3にて、変速後のギヤ段が推定される。上述のとおり、この判定は変速後ギヤ段推定部53が行い、変速後ギヤ段推定部53は、ステップS2で推定した変速開始時ギヤ段の1段高速側のギヤ段を変速開始後ギヤ段として推定する。 Next, in step S3, the gear stage after the shift is estimated. As described above, this determination is performed by the post-shift gear stage estimation unit 53, and the post-shift gear stage estimation unit 53 sets the gear stage on the higher speed side of the shift start gear stage estimated in step S2 to the post-shift gear stage. Estimate as
次にステップS4にて、目標回転数が決定される。上述のとおり、この決定は、目標回転数決定部54が行い、目標回転数決定部54は、ステップS3で推定された変速後ギヤ段と変速開始時の車速とに基づいて目標回転数を決定する。
Next, in step S4, the target rotational speed is determined. As described above, this determination is performed by the target rotation
次にステップS5にて、エンジン回転数が目標回転数に制御される。上述のとおり、この制御は、回転数制御部55が行う。
Next, in step S5, the engine speed is controlled to the target speed. As described above, this control is performed by the rotation
次にステップS6にて、変速が終了したか否かが判定される。上述のとおり、この判定は変速状態判定部51が行い、変速状態判定部51は、クラッチスイッチSN3からの信号に基づきこの判定を行う。
Next, in step S6, it is determined whether or not the shift has been completed. As described above, this determination is performed by the shift
ステップS6での判定がYESであって、変速が終了したと判定されると、ステップS7に進み、エンジン回転数を目標回転数とする制御すなわちシフトアシスト制御を停止する。一方、ステップS6の判定がNOの場合は、ステップS5に戻る。すなわち、ステップS6での判定がYESとなるまで、ステップS5が実施される。 If the determination in step S6 is YES and it is determined that the shift has been completed, the process proceeds to step S7, where control for setting the engine speed to the target speed, that is, shift assist control is stopped. On the other hand, if the determination in step S6 is no, the process returns to step S5. That is, step S5 is performed until the determination in step S6 is YES.
(2−4)回転数制御部による制御内容
回転数制御部55によるエンジン回転数制御の詳細について説明する。図5は、このエンジン回転数制御の流れを示したフローチャートである。
(2-4) Details of Control by the Rotational Speed Control Unit Details of engine rotational speed control by the rotational
回転数制御部55は、まず、ステップS11にて、上記ステップS4にて目標回転数決定部54により決定された目標回転数と実際のエンジン回転数(以下、適宜、実エンジン回転数という)との偏差であって目標回転数から実エンジン回転数を引いた値である回転数偏差を算出する。
First, in step S11, the rotational
次に、回転数制御部55は、ステップS12にて、ステップS11で算出した回転数偏差が0未満であるか否か、すなわち、目標回転数が実エンジン回転数より小さいか否かを判定する。
Next, in Step S12, the rotational
ステップS12の判定後は、ステップS13またはS15に進み、制御ゲインを決定する。ここで、本実施形態では、比例制御を実施しており、ステップS13,14で決定する制御ゲインは、比例ゲインである。 After the determination in step S12, the process proceeds to step S13 or S15 to determine the control gain. Here, in this embodiment, proportional control is performed, and the control gain determined in steps S13 and S14 is a proportional gain.
ステップS12での判定がYESであって、目標回転数が実エンジン回転数より小さく、これに伴い、エンジン回転数を減少させる制御を行う場合には、回転数制御部55は、ステップS13に進み、制御ゲインを所定の第1ゲインに設定する。ステップS13の後は、ステップS14に進み、単位時間あたりに減少させるエンジン回転数である回転数減少率を設定する。回転数制御部55は、ステップS11で算出された回転数偏差とステップS13で設定された制御ゲインである第1ゲインとを掛けた値を、回転数減少率として算出する。ステップS14の後は、ステップS20に進む。
When the determination in step S12 is YES and the target engine speed is smaller than the actual engine speed, and control is performed to decrease the engine speed accordingly, the engine
一方、ステップS12の判定がNOであって、目標回転数が実エンジン回転数より大きく、これに伴い、エンジン回転数を増加させる制御を行う場合には、ステップS15に進み、制御ゲインを所定の第2ゲインに設定する。第2ゲインは、第1ゲインよりも小さい値に設定されており、エンジン回転数を増加させる制御を行う場合には、制御ゲインは、エンジン回転数を減少させる制御を行う場合よりも小さく設定される。これら第1ゲインおよび第2ゲインは予め設定された値であり、例えば、第1ゲインは3、第2ゲインは1に設定されている。 On the other hand, if the determination in step S12 is NO and the target engine speed is greater than the actual engine speed, and control is performed to increase the engine speed accordingly, the process proceeds to step S15 and the control gain is set to a predetermined value. Set to the 2nd gain. The second gain is set to a value smaller than the first gain, and when performing control to increase the engine speed, the control gain is set to be smaller than when performing control to decrease the engine speed. The These first gain and second gain are preset values. For example, the first gain is set to 3 and the second gain is set to 1.
ステップS15の後は、ステップS16に進み、単位時間あたりに増加させるエンジン回転数である回転数増加率を設定する。回転数制御部55は、ステップS11で算出された回転数偏差とステップS15で設定された制御ゲインである第2ゲインとを掛けた値を、回転数増加率として算出する。上述のように、第2ゲインは第1ゲインよりも小さく、回転数増加率は回転数減少率よりも小さく算出される。すなわち、目標回転数と実エンジン回転数との差に対する回転数の増減割合(変化割合)が、回転数を増加させる場合の方が減少させる場合よりも小さくされる。本実施形態では、ステップS12の判定がNOであって、エンジン回転数を増加させる制御を行う場合は、回転数制御部55は、ステップS16の後すぐにステップS20に進まず、ステップS17に進む。
After step S15, the process proceeds to step S16 to set a rotation speed increase rate that is an engine speed to be increased per unit time. The rotation
回転数制御部55は、ステップS17にて、ステップS16で算出した回転数増加率が予め設定された上限値より小さいか否かを判定する。この判定がYESの場合は、ステップS20に進む。一方、この判定がNOであって、回転数増加率が上限以上の場合は、ステップS18に進み、回転数増加率を上限値に設定する。すなわち、本実施形態では、単位時間あたりに増加させるエンジン回転数をこの上限値以下に抑える。ステップS18の後は、ステップS20に進む。
In step S17, the rotation
回転数制御部55は、ステップS20にて、エンジン回転数を増減させるのに必要なトルクの増減量を算出する。回転数制御部55は、ステップS14、S16あるいはS18で設定された回転数増減率に基づいて、トルクの増減量を算出する。上記回転数増減率分だけエンジン回転数を増加させるのに必要なトルクの増減量を算出する。具体的には、回転数制御部55は、予め設定された回転数増減率に対する必要トルクの増減量のマップを記憶しており、このマップから回転数増減率に対応する必要トルクの増減量を抽出する。上述のように、回転数増加率は回転数減少率よりも小さく、エンジン回転数を増大させる場合の必要トルクの増減量すなわち必要トルクの増大量は、エンジン回転数を減少させる場合の必要トルクの増減量すなわち必要トルクの減少量よりも小さく算出される。また、回転数増加率は上記上限値以下に抑えられており、これに伴い、必要トルクの単位時間あたりの増大量は、所定値以下に抑えられる。
In step S20, the rotation
次に、回転数制御部55は、ステップS21にて、現在のエンジン回転数を維持するのに必要なエンジントルクである回転数維持トルクを算出する。具体的には、回転数制御部55は、予め設定されたエンジン回転数と回転数維持トルクのマップを記憶しており、このマップから実エンジン回転数に対応した値を抽出する。
Next, in step S21, the rotation
次に、回転数制御部55は、ステップS22にて、エンジン回転数を現在の値に維持しつつエンジントルクをステップS20で算出したトルク増減量分増減させるために必要なエンジントルクである目標トルクを算出する。具体的には、回転数制御部55は、ステップS21で算出した回転数維持トルクとステップS20で算出したトルク増減量とを足した値を目標トルクとして算出する。
Next, in step S22, the rotation
次に、回転数制御部55は、ステップS23にて、エンジン回転数を現在の値に維持しつつエンジントルクをステップS20で算出したトルク増減量分増減させるために必要なエンジンの目標出力を算出する。本実施形態では、ステップS22で算出した目標トルクに、オルタネータ等のエンジン補機を稼働させるのに必要な補機トルクおよびエンジンの回転に伴い生じる機械抵抗トルクを加えて最終的な必要トルクを算出し、この最終的な必要トルクを得るのに必要なエンジン出力にさらにポンピングロス量を加えて目標エンジン出力とする。
Next, in step S23, the rotational
次に、回転数制御部55は、ステップS24にて、ステップS23で算出した目標エンジン出力に基づき、この目標エンジン出力を出力するための目標空気量と点火時期とを決定し、決定した目標空気量をエンジン2に供給するためのスロットルバルブの開度を決定する。また、目標空気量に応じて燃料噴射量を決定する。
Next, in step S24, the rotation
そして、回転数制御部55は、ステップS25にて、ステップS24で決定したスロットルバルブ開度、点火時期および燃料噴射量となるように、スロットルバルブ25、点火プラグ29およびインジェクタ23を制御する。
In step S25, the rotation
(3)作用
上記のシフトアシスト制御を実施した場合の、クラッチスイッチSN3の出力すなわちクラッチペダル11の踏込量とエンジン回転数の変化を図6に示す。図6では、1段高速側へのシフトアップを行った場合を示している。また、図6のエンジン回転数において、実線は、本実施形態に係る制御を実施したときの結果を示し、一点鎖線は、エンジン回転数を増大させる際の制御ゲインと、減少させる際の制御ゲインとを同じ値(第1ゲイン)にした場合の結果を示している。
(3) Operation FIG. 6 shows changes in the output of the clutch switch SN3, that is, the depression amount of the
時刻t1にてクラッチペダル11が踏み込み操作されるのに伴いクラッチスイッチSN3の出力が所定値になると、変速が開始されたことが判定され、これに伴い目標回転数NEtrgが決定される。そして、この目標回転数NEtrgとなるようにエンジン回転数の制御が開始される。上述のように、本実施形態では、エンジン回転数を減少させる際の制御ゲインが大きい第1ゲインに設定されて、これに伴い、必要トルクの減少量が大きい値に算出され、目標トルクおよび目標エンジン出力すなわちエンジン出力の低減量が大きくされる。そのため、クラッチペダルの踏み込みが解除される(クラッチスイッチSN3の信号が0に戻る)時刻t3よりも早い時刻t2にてエンジン回転数は目標回転数NEtrg付近まで低下する。一方、制御ゲインが高いために、時刻t2にて、エンジン回転数は目標回転数NEtrgよりも小さい値にまで低下する。エンジン回転数が目標回転数NEtrgを下回ったことに伴い、時刻t2後はエンジン回転数を増大させる側に制御が実施される。
When the output of the clutch switch SN3 reaches a predetermined value as the
ここで、図6において、一点鎖線で示したように、エンジン回転数を増大させる際の制御ゲインも大きく設定されている場合には、時刻t2後、大きな制御ゲインでエンジン回転数が増大される結果、エンジン回転数は、目標回転数NEtrgを超えて増大し、時刻t3においてエンジン回転数が目標回転数NEtrgすなわち変速後において変速機5とエンジン2とが同期する回転数を超えてしまう。そのため、この場合には、時刻t3においてエンジン2と変速機5とが再接続された際に比較的大きい変速ショックが生じるとともに、この時刻t3およびその後においてもエンジン回転数が目標回転数NEtrgを超えてしまうために運転者の予期しない加速が生じてしまう。
Here, in FIG. 6, when the control gain for increasing the engine speed is also set large as shown by the one-dot chain line, the engine speed is increased with a large control gain after time t2. As a result, the engine speed increases beyond the target speed NEtrg, and at time t3, the engine speed exceeds the target speed NEtrg, that is, the speed at which the transmission 5 and the
これに対して、本実施形態では、エンジン回転数を増大させる際の制御ゲインが小さく設定されている。そのため、実線で示したように、時刻t2以後は、エンジン回転数は、徐々に目標回転数NEtrgに近づき、目標回転数NEtrgをほぼ超えることなく時刻t3付近において目標回転数NEtrgに収束し、変速ショックおよび予期せぬ加速を生じさせることなく変速が終了される。 On the other hand, in this embodiment, the control gain when increasing the engine speed is set small. Therefore, as indicated by the solid line, after time t2, the engine speed gradually approaches the target speed NEtrg, converges to the target speed NEtrg near time t3 without substantially exceeding the target speed NEtrg, and shifts. The shift is completed without causing shock and unexpected acceleration.
以上のように、本実施形態では、制御ゲインすなわち目標回転数と実エンジン回転数との偏差に対するエンジン回転数の増加割合が、エンジン回転数を低下させる場合の方が増加させる場合よりも大きく設定されていることで、エンジン回転数を早期に目標回転数まで低下させつつ、エンジン回転数が目標回転数を超えて増大するのを抑制して、変速ショックおよび変速後に予期せぬ加速が生じるのを回避することができる。 As described above, in this embodiment, the control gain, that is, the increase rate of the engine speed with respect to the deviation between the target engine speed and the actual engine speed is set to be larger when the engine speed is decreased than when the engine speed is decreased. As a result, the engine speed is reduced to the target speed at an early stage, and the engine speed is prevented from increasing beyond the target speed, resulting in unexpected acceleration after a shift shock and a shift. Can be avoided.
また、本実施形態では、変速後のギヤ段が、変速ショックが生じやすく且つ実施される機会の多い変速開始時のギヤ段の1段高速側のギヤ段に推定されて、この推定された1段高速側のギヤ段に対応する回転数になるようにエンジン回転数が制御される。そのため、変速ショックの発生をより確実に少なく抑えることができる。 Further, in the present embodiment, the gear stage after the shift is estimated to be a gear stage on the high speed side of the first gear stage at the start of the shift that is likely to cause a shift shock and is often performed. The engine speed is controlled so that the speed corresponds to the gear speed on the high speed side. Therefore, the occurrence of shift shock can be suppressed more reliably.
さらに、本実施形態では、エンジン回転数を増加させる方向に制御する場合において、このエンジン回転数の単位時間あたりの増加割合が予め設定された上限値以下になるように、エンジン回転数を制御する。そのため、エンジン回転数および車速の増大をより確実に小さく抑えることができ、予期せぬ加速が生じるのを回避して安全性を高めることができる。 Furthermore, in this embodiment, when the engine speed is controlled to increase, the engine speed is controlled so that the rate of increase of the engine speed per unit time is equal to or less than a preset upper limit value. . Therefore, the increase in the engine speed and the vehicle speed can be more reliably suppressed, and unexpected acceleration can be avoided to improve safety.
また、本実施形態では、エンジン回転数を低下させる場合の制御ゲインが大きく設定されていることで、図6で示したように、変速終了までの間においてエンジン回転数が目標回転数を下回るとともにこのエンジン回転数が目標回転数以下となる時間が比較的長く確保される可能性が高い。そのため、例えば、変速後のギヤ段が変速開始時の1段高速側でなく2段等のより高速側のギヤ段であり、変速後において変速機5と同期するエンジン2の回転数が目標回転数よりも低回転側であったとしても、この同期回転数との差を小さく抑えることができ、変速ショックを小さく抑えることができる。
Further, in this embodiment, since the control gain when the engine speed is decreased is set to be large, as shown in FIG. 6, the engine speed falls below the target speed until the end of the shift. There is a high possibility that the time during which the engine speed is equal to or lower than the target speed is secured for a relatively long time. Therefore, for example, the gear stage after the shift is not the first high speed side at the start of the shift but the higher gear stage such as the second stage, and the speed of the
(4)変形例
なお、制御ゲインの具体的値は上記に限らず、適宜設定可能である。
(4) Modification The specific value of the control gain is not limited to the above, and can be set as appropriate.
また、変速機の段数は5段に限らない。 Further, the number of transmission stages is not limited to five.
2 エンジン
4 クラッチ
5 変速機(有段変速機)
51 変速状態判定部(変速状態判定手段)
52 変速開始時ギヤ段推定部(変速開始時ギヤ段推定手段)
53 変速後ギヤ段推定部(変速後ギヤ段推定手段)
54 目標回転数決定部(目標回転数決定手段)
55 回転数制御部(回転数制御手段)
2 Engine 4 Clutch 5 Transmission (Stepped transmission)
51 Shift state determination unit (shift state determination means)
52 Shift start gear stage estimation unit (shift start gear stage estimation means)
53 Post-shift gear stage estimation section (post-shift gear stage estimation means)
54 Target rotational speed determination unit (target rotational speed determination means)
55 Rotational speed control unit (Rotational speed control means)
Claims (2)
上記有段変速機と上記エンジンとの接続状態を判定するとともに、上記有段変速機と上記エンジンとが互いに接続している状態から遮断した状態に移行すると変速が開始されたと判定し、上記有段変速機と上記エンジンとが接続した状態に復帰すると変速が終了したと判定する変速状態判定手段と、
上記変速状態判定手段によって変速が開始されたと判定されたときのギヤ段である変速開始時ギヤ段を推定する変速開始時ギヤ段推定手段と、
上記変速開始時ギヤ段の1速高速側のギヤ段を、上記変速状態判定手段によって変速が終了したと判定されたときのギヤ段である変速後ギヤ段として推定する変速後ギヤ段推定手段と、
上記変速状態判定手段によって変速が開始されたと判定されたときの車速と上記推定された変速後ギヤ段とに基づいて、変速後に上記有段変速機と同期するエンジンの回転数を推定し、この推定値を目標回転数として決定する目標回転数決定手段と、
上記変速状態判定手段によって変速が開始されたと判定されてから変速が終了したと判定されるまでの間、上記目標回転数になるようにエンジンの回転数を制御する回転数制御手段とを備え、
上記回転数制御手段は、上記目標回転数から実際のエンジン回転数を引いた値である回転数偏差がマイナスである場合にエンジン回転数を減少させる制御を実行し、上記回転数偏差がプラスである場合にエンジン回転数を増加させる制御を実行し、
上記エンジン回転数を減少させる制御では、上記回転数偏差に第1ゲインを掛けた値が回転数減少率として算出されるとともに、当該回転数減少率に従ってエンジン回転数が減少するようにエンジンが制御され、
上記エンジン回転数を増加させる制御では、上記回転数偏差に第2ゲインを掛けた値が回転数増加率として算出され、当該回転数増加率に従ってエンジン回転数が増加するようにエンジンが制御され、
上記第1ゲインは、エンジン回転数を減少させる上記制御が開始されてから上記回転数偏差がマイナスからプラスに転じるまでの間同一の値に設定され、
上記第2ゲインは、上記第1ゲインよりも小さい値に設定されることを特徴とするエンジンの制御装置。 An engine mounted on a vehicle having a stepped transmission whose gear stage is changed by manual operation, an engine, and a clutch that connects and disconnects the stepped transmission and the engine in accordance with the operation of the clutch pedal. A control device,
In addition to determining the connection state between the stepped transmission and the engine, it is determined that shifting has started when the stepped transmission and the engine are shifted from a state where they are connected to each other, and the state where the stepped transmission is started. Shift state determining means for determining that the shift has been completed when the stage transmission and the engine are connected to each other;
A shift start gear stage estimating means for estimating a shift start gear stage which is a gear stage when it is determined by the shift state determining means that a shift is started;
A post-shift gear stage estimation means for estimating a gear stage on the first speed high speed side of the shift start gear stage as a post-shift gear stage which is a gear stage when the shift state determination means determines that the shift has been completed; ,
Based on the vehicle speed when it is determined that the shift is started by the shift state determining means and the estimated gear after the shift, the engine speed synchronized with the stepped transmission after the shift is estimated, and this Target rotational speed determining means for determining the estimated value as the target rotational speed;
A rotational speed control means for controlling the rotational speed of the engine so as to be the target rotational speed from when it is determined that the shift is started by the shift state determining means until it is determined that the shift is completed;
The rotational speed control means executes control to decrease the engine rotational speed when the rotational speed deviation, which is a value obtained by subtracting the actual engine rotational speed from the target rotational speed, is negative, and the rotational speed deviation is positive. In some cases, control is performed to increase the engine speed,
In the control for decreasing the engine speed, a value obtained by multiplying the speed deviation by the first gain is calculated as a speed reduction rate, and the engine is controlled so that the engine speed decreases according to the speed reduction rate. And
In the control for increasing the engine speed, a value obtained by multiplying the rotation speed deviation by a second gain is calculated as a speed increase rate, and the engine is controlled so that the engine speed increases according to the speed increase rate.
The first gain is set to the same value from the start of the control for reducing the engine speed until the rotational speed deviation changes from negative to positive,
The engine control apparatus , wherein the second gain is set to a value smaller than the first gain.
上記回転数制御手段は、上記エンジン回転数を増加させる制御を実施する場合において、上記回転数増加率が予め設定された上限値以下になるように、エンジン回転数を制御することを特徴とするエンジンの制御装置。
The engine control device according to claim 1,
The rotational speed control means controls the engine rotational speed so that the rotational speed increase rate is equal to or lower than a preset upper limit value when the control for increasing the engine rotational speed is performed. Engine control device.
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